0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

FPGA学习之触发器和锁存器

jf_78858299 来源:电子工程世界 作者: 凔海 2023-03-23 16:03 次阅读

大多数数字系统中,除了需要具有逻辑运算和算数功能的组合逻辑电路外,还需要具有存储功能的电路,组合逻辑与时序逻辑可构成时序逻辑电路,简称时序电路。现在讨论实现存储功能的两种逻辑单元电路,即锁存器和触发器。

双稳态:电子电路中。其双稳态电路的特点是:在没有外来触发信号的作用下,电路始终处于原来的稳定状态。在外加输入触发信号作用下,双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。由于它具有两个稳定状态,故称为双稳态电路。

单稳态电路只有一种稳定状态,受到触发以后,会自动转到稳定状态。双稳态电路就两种稳定状态,受到触发发后,就稳定在那种状态,受到下一次触发以后,再翻转。

商店的弹簧门,就是一种“单稳态”。人一推开门后,处在一种不稳定状态,人一进入后就会自动回复到关门这种稳定状态。家中的普通门,就是“双稳态”,门一被打开,就停在那里了,是一种稳态;将它关上了,又是一种稳态。

锁存器:

锁存器是构成各种时序电路的基本元件,它的特点是具有0和1两种稳定的状态,一旦状态被确定,就能自行保持,即长期存储1位的二进制码,直到有外部信号作用时才有可能改变。锁存器是一种对电平敏感的存储单元电路,它们可以在特定输入电平作用下改变状态。

图片

锁存器的当前状态与前一个状态有关。 当R为1,输出被复位,即Q为0。不论前一个状态是什么,即不论Q的值是1还是0。 当S为1,R为0的情况下,Q即为0。不论前一个状态是什么,即不论Q的值是1还是0, 当S和R状态相同时(不论是1还是0),Q的值为Q的值。即,保持状态,锁存器。

图片

图片

代码见1_latch

图片

D锁存器

逻辑门控D锁存器: 由于当R、S为1的时候,锁存状态不确定,故为了消除SR锁存器的不确定状态,可在电路的S和R输入端连接一个非门G5从而保证S和R不同时为1的条件。此外还有传输门控D锁存器,

图片

图片

触发器

RS触发器(RS (Reset-Set) flip-flop)

图片

RS触发器是双稳态触发器,俩个与非门交叉耦合构成。由表可知它具有置“0”、置“1”和 “保持”三种功能。即在CP产生上升沿时才进行数据变化。RS触发器分为上升沿触发和下降沿触发。注意Rd、Sd都是低电平有效。但我们到不需要注意这些,只需明白,cp上升沿时,R为0复位,这时输出只和置位的S有关。如果R为1,则输出均为0,根据电路结构可知。当RS均为1时会出现混乱,所以需要有约束条件来限制。

代码见RS_regist

图片

JK触发器(JK (Jump-Key)flip-flop )

JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能,在各类集成触发器中,JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中,它不仅有很强的通用性,而且能灵活地转换其他类型的触发器。由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。

D触发器(data flip-flop)

图片

D触发器可以说是最常用的了。在写Verilog时,触发器均为D触发器。双稳态多谐振荡器(Bistable Multivibrator),是一种应用在数字电路上具有记忆功能的循序逻辑组件,可记录二进位制数字信号“1”和“0”。触发器是构成时序逻辑电路以及各种复杂数字系统的基本逻辑单元。触发器的线路图由逻辑门组合而成,其结构均由SR锁存器派生而来(广义的触发器包括锁存器)。触发器可以处理输入、输出信号和时钟频率之间的相互影响。

代码:D_flip_flop

图片

T触发器 T (Toggle flip-flop)

图片

T触发器是一种使用较多的触发器,将JK触发器的J、K输入端相连,接成一个输入端T,即J = K = T,组成的触发器就称为T触发器。图5.5.1为T触发器逻辑符号。在JK触发器的基础上可以得出T触发器的特性方程为

图片

当T=0时,由其特性方程可得,即在时钟信号的作用下,输出端的状态保持不变。

当T=1时,由其特性方程可得,即在时钟信号下降沿的作用下,输出端的状态翻转为相反的状态。在这种条件下,也称为触发器

代码:T_flop_flip

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 二进制
    +关注

    关注

    2

    文章

    792

    浏览量

    41593
  • 时序电路
    +关注

    关注

    1

    文章

    114

    浏览量

    21679
  • 锁存器
    +关注

    关注

    8

    文章

    904

    浏览量

    41441
  • 触发器
    +关注

    关注

    14

    文章

    1995

    浏览量

    61043
  • 单元电路
    +关注

    关注

    4

    文章

    32

    浏览量

    19435
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    FPGA的设计中为什么避免使用

    文章都对有个误解,我们后面会详细说明。 这篇文章,我们包含如下内容: ①
    的头像 发表于 11-16 11:42 8372次阅读
    <b class='flag-5'>FPGA</b>的设计中为什么避免使用<b class='flag-5'>锁</b><b class='flag-5'>存</b><b class='flag-5'>器</b>

    触发器、寄存和缓冲的区别

    时钟脉冲的电平作用下改变状态是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,仅当
    发表于 10-09 16:19

    凔海笔记FPGA(六):触发器

    逻辑可构成时序逻辑电路,简称时序电路。现在讨论实现存储功能的两种逻辑单元电路,即触发器。双稳态:电子电路中。其双稳态电路的特点是:在没有外来
    发表于 05-21 06:50

    寄存触发器的区别

    寄存:register:latch触发器:flipflop 一、
    发表于 07-03 11:50

    触发器的工作原理是什么

    的工作原理是什么?的动态特性及其应用有哪些?触发
    发表于 11-03 06:48

    触发器

    触发器1.什么情况要用到?状态不能保持
    发表于 03-10 17:52

    触发器原理

      1、掌握触发器的电路结构和工作原理;   2、熟练掌握SR触发器、JK触发器、D
    发表于 08-18 16:39 0次下载

    触发器的分类, 触发器的电路

    触发器的分类, 触发器的电路 双稳态器件有两类:一类是触发器,一类是
    发表于 03-09 09:59 1656次阅读

    Latch和触发器Flip-flop有何区别

    本文首先介绍了Latch结构和latch的优缺点,其次介绍了
    的头像 发表于 04-18 14:10 13.2w次阅读
    <b class='flag-5'>锁</b><b class='flag-5'>存</b><b class='flag-5'>器</b>Latch和<b class='flag-5'>触发器</b>Flip-flop有何区别

    如何操作基本类型的触发器

    (有时也称为S/R)是最小的存储块。它
    的头像 发表于 07-30 11:23 6336次阅读
    如何操作基本类型的<b class='flag-5'>锁</b><b class='flag-5'>存</b><b class='flag-5'>器</b>和<b class='flag-5'>触发器</b>

    触发器的区别

    有两个输入,一个是有效信号EN,一个是输入数据信号DATA_IN,有一个输出Q,它的功能就是在EN有效的时候把DATA_IN的值传给Q,也就是
    的头像 发表于 11-29 11:02 2.5w次阅读

    触发器、寄存的关联与区别及其相应的verilog描述

    1:触发器、寄存的关联与区别 首先应该明确
    的头像 发表于 12-19 12:25 1.2w次阅读

    触发器的概念及其区别

    请简述触发器的概念,并分析二者的区别。
    的头像 发表于 08-15 09:24 6169次阅读
    <b class='flag-5'>锁</b><b class='flag-5'>存</b><b class='flag-5'>器</b>与<b class='flag-5'>触发器</b>的概念及其区别

    触发器的区别和联系

    触发器是数字逻辑电路中两种重要的元件,它们在不同的应用场景中发挥着关键作用。虽然触发器
    的头像 发表于 12-25 14:50 1697次阅读

    电路通过什么触发

    的电路,它可以在没有时钟信号的情况下保持输出状态不变。通常由一个或多个触发器(Flip-Flop)组成,触发器
    的头像 发表于 07-23 11:31 467次阅读